Pobierz PDF - Elektronika Praktyczna
Pobierz PDF - Elektronika Praktyczna
Pobierz PDF - Elektronika Praktyczna
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Naświetlarka UV<br />
P R O J E K T Y<br />
Naświetlarka UV,<br />
część 1<br />
Rozwój technologii budowy<br />
urządzeń i montażu elementów<br />
elektronicznych dokonywał się<br />
niemal przez cały dwudziesty<br />
wiek, dając w efekcie wiele<br />
różnych, lepszych i gorszych<br />
rozwiązań, opierających się<br />
zarówno na montażu ręcznym<br />
jak i automatycznym. Obecnie<br />
najbardziej popularnym<br />
sposobem budowy urządzeń<br />
elektronicznych są konstrukcje<br />
płaszczyznowe, oparte o płytki<br />
z materiału izolacyjnego<br />
(ceramika, materiały<br />
szkłopochodne, żywice,<br />
teflon, itp.), zawierającego<br />
jedną lub więcej warstw<br />
materiału przewodzącego<br />
– najczęściej miedzi. Na<br />
płytkach tych umieszcza<br />
się elementy elektroniczne,<br />
lutując ich wyprowadzenia<br />
do przewodzących ścieżek,<br />
zapewniając równocześnie<br />
montaż mechaniczny mniejszych<br />
podzespołów. Powodem<br />
rozpowszechnienia się tego<br />
sposobu montażu było łatwe<br />
dostosowanie tej technologii<br />
do szybkiego i automatycznego<br />
montażu przemysłowego,<br />
nie wymagającego udziału<br />
ludzi. Chodzi tutaj oczywiście<br />
o popularne również wśród<br />
elektroników amatorów płytki<br />
drukowane.<br />
Rekomendacje:<br />
urządzenie przeznaczone<br />
do stosowania w domowych<br />
warsztatach elektronicznych, w<br />
których ułatwi wykonywanie<br />
płytek drukowanych o<br />
jakości bliskiej wykonaniom<br />
profesjonalnym.<br />
Fot. 1. Naświetlarka gotowa do pracy<br />
W warunkach amatorskich płytki<br />
drukowane wykonywane są najczęściej<br />
w oparciu o laminat szklano<br />
– epoksydowy, a w przypadku urządzeń<br />
pracujących przy bardzo dużych<br />
częstotliwościach stosowane są<br />
płytki o podłożu teflonowym. W zależności<br />
od stopnia skomplikowania<br />
budowanego urządzenia, stosowane<br />
są płytki jedno lub dwustronnie pokryte<br />
miedzią, możliwe jest również<br />
wykonywanie w warunkach amatorskich<br />
płytek wielowarstwowych, jednak<br />
problemem staje się tutaj zapewnienie<br />
pewnego styku przelotek<br />
z wewnętrznymi warstwami miedzi.<br />
Wytworzenie płytki drukowanej<br />
z laminatu całkowicie pokrytego<br />
miedzią, polega na chemicznym<br />
(najczęściej) pozbyciu się fragmentów<br />
zbędnego materiału przewodzącego<br />
i pozostawienie tylko pożądanej<br />
mozaiki połączeń. Wybór<br />
pożądanych fragmentów miedzi<br />
odbywa się poprzez ich zabezpieczenie<br />
przed kąpielą trawiącą.<br />
W przypadku profesjonalnej produkcji<br />
obwodów drukowanych, obok<br />
technik drukarskich (stąd pochodzi<br />
nazwa: płytki drukowane), niemal<br />
od początku stosowane były do ich<br />
wytwarzania metody fotograficzne<br />
– początkowo poprzez naświetlanie<br />
pokrytego światłoczułym lakierem<br />
laminatu, poprzez przygotowaną<br />
odpowiednio kliszę, a kończąc na<br />
obecnie stosowanych precyzyjnych<br />
urządzeniach mechaniczno – optyczych<br />
– fotoploterach. Przez wywołanie<br />
w ten sposób naświetlonego<br />
lakieru, odsłania się powierzchnie<br />
miedziane przeznaczone do usunięcia<br />
przez substancję trawiącą.<br />
W rozwiązaniach amatorskich,<br />
przed rozpowszechnieniem się komputerów,<br />
jedynymi metodami wykonywania<br />
obwodów drukowanych<br />
były różnego rodzaju wyklejki i kalkomanie<br />
lub ręczne rysowanie ścieżek<br />
wodoodpornym lakierem czy<br />
pisakiem. Wykorzystanie do projektu<br />
obwodu drukowanego programu<br />
komputerowego, pozwala na wytworzenie<br />
bardzo precyzyjnej mozaiki<br />
ścieżek, nie nadającej się jednak do<br />
ręcznego przeniesienia na laminat.<br />
Wśród elektroników wykonujących<br />
w warunkach domowych płytki drukowane<br />
najbardziej rozpowszechniły<br />
się obecnie dwie metody – jedna<br />
polegająca na termicznym przeniesieniu<br />
na powierzchnię laminatu tonera<br />
z wydruku pochodzącego z drukarki<br />
laserowej oraz druga – metoda<br />
fotograficzna, polegająca na naświetlaniu<br />
i wywoływaniu emulsji światłoczułej<br />
– najczęściej Positiv 20<br />
firmy Kontakt Chemie. Obie metody<br />
mają swoje wady i zalety oraz swoich<br />
zwolenników. Obydwa sposoby<br />
zostały dosyć dokładnie opisane na<br />
łamach Elektroniki Praktycznej i, co<br />
30<br />
<strong>Elektronika</strong> <strong>Praktyczna</strong> 9/2005
Naświetlarka UV<br />
najważniejsze, obydwa te sposoby<br />
domowego wytwarzania płytek, przy<br />
odrobinie wprawy, dają bardzo dobre<br />
rezultaty i pozwalają na wykonanie<br />
zarówno prostych urządzeń amatorskich,<br />
jak i płytek prototypowych<br />
dla urządzeń profesjonalnych.<br />
Prezentowane urządzenie przeznaczone<br />
jest, jak sama nazwa<br />
wskazuje, do wykorzystania w metodzie<br />
fotograficznej. Odpowiada ono<br />
za prawidłowe naświetlenie laminatu<br />
pokrytego emulsją światłoczułą,<br />
co w dużej mierze decyduje o efekcie<br />
końcowym – precyzyjnie wykonanym<br />
obwodzie drukowanym.<br />
Cechy naświetlarki UV<br />
Przedstawiona naświetlarka została<br />
zbudowana z wykorzystaniem ogólnie<br />
dostępnych i tanich materiałów<br />
konstrukcyjnych, elementów mechanicznych<br />
i podzespołów elektronicznych.<br />
Mimo to, jej funkcjonalność<br />
nie odbiega od kosztujących ponad<br />
tysiąc złotych urządzeń fabrycznych.<br />
Fotografię naświetlarki gotowej do<br />
pracy przedstawiono na fot. 1. Prezentowane<br />
urządzenie wyposażone<br />
jest w sześć świetlówek UV, po trzy<br />
w podstawie i pokrywie, umożliwiając<br />
w ten sposób równoczesne naświetlanie<br />
obu stron laminatu przy wykonywaniu<br />
płytek dwustronnych, do<br />
formatu znacznie przekraczającego<br />
A4. Dwustronne naświetlanie skraca<br />
dwukrotnie czas realizacji tego procesu<br />
oraz, przez możliwość równoczesnego<br />
ułożenia obu klisz, poprawia<br />
precyzję zbieżności dwóch warstw<br />
druku. Jako źródło światła UV zastosowano<br />
dwudziestowatowe świetlówki<br />
firmy Philips o oznaczeniu<br />
TL20W/05, emitujące światło o widmie<br />
zbliżonym do maksimum czułości<br />
emulsji Positiv. Naświetlarka jest<br />
wyposażona w ramkę z membraną<br />
z cienkiego pleksiglasu, która wraz<br />
z pompką podciśnieniową tworzy system<br />
docisku i utrzymania położenia<br />
kliszy w stosunku do powierzchni<br />
naświetlanego laminatu. Prezentowane<br />
urządzenie wyposażone jest również<br />
w system kontrolujący czas naświetlania<br />
i sterujący pracą wszystkich podzespołów,<br />
pozwalający na bezobsługowe<br />
przeprowadzenie procesu.<br />
Konstrukcja mechaniczna<br />
Głównym materiałem konstrukcyjnym<br />
naświetlarki są listwy i deski<br />
drewniane o grubości 2 cm. Do budowy<br />
urządzenia można z powodzeniem<br />
wykorzystać inne materiały drewnopochodne,<br />
np. sklejkę, płytę wióro-<br />
Rys. 2. Budowa korpusu naświetlarki<br />
Rys. 3. Budowa pokrywy naświetlarki<br />
Rys. 4. Sposób wykonania jednej z dwóch części ramki<br />
<strong>Elektronika</strong> <strong>Praktyczna</strong> 9/2005<br />
31
Naświetlarka UV<br />
Rys. 5. Budowa drugiej z dwóch części ramki<br />
Fot. 6. Mocowanie szyby ułatwia dodatkowa uszczelka<br />
wą, itp. Pozostałe komponenty potrzebne<br />
do budowy korpusu to szyba,<br />
uszczelka okienna oraz arkusz cienkiej<br />
(poniżej 1 mm) pleksi. Konieczne jest<br />
również zaopatrzenie się w dwie listwy<br />
zawiasowe oraz dwa ograniczniki<br />
otwarcia pokrywy. Do prac montażowych<br />
i wykończeniowych przydatne<br />
będą wkręty, klej i lakier do drewna<br />
oraz cienka folia aluminiowa (np. folia<br />
spożywcza).<br />
Korpus naświetlarki składa się<br />
z czterech elementów. Pierwszy z nich,<br />
przedstawiony na rys. 2, stanowi podstawę<br />
konstrukcji, a zarazem miejsce<br />
umieszczenia głównych elementów<br />
oprzyrządowania elektrycznego. Został<br />
on skonstruowany w postaci płaskiej<br />
skrzyni bez pokrywy, z niewielką<br />
wnęką umieszczoną w przedniej części,<br />
przeznaczoną na sterownik i inne<br />
komponenty elektryczne. Wnętrze zostało<br />
wyklejone folią aluminiową poprawiającą<br />
skuteczność promieniowania<br />
świetlówek. Poszczególne kawałki<br />
drewna zostały ze sobą sklejone<br />
i skręcone z wykorzystaniem wkrętów.<br />
Drugim głównym elementem urządzenia<br />
jest pokrywa, dopełniająca<br />
konstrukcję części dolnej. Jej wymiary<br />
(w cm) przedstawiono na rys. 3. Pokrywę<br />
skonstruowano również w oparciu<br />
o klejenie i skręcenie desek. Gotowy<br />
element wyklejono od środka folią<br />
aluminiową. Podstawę wraz z pokrywą<br />
należy połączyć z wykorzystaniem listwy<br />
zawiasowej, zamocowanej do tylnych<br />
ścianek obu elementów. Do boków<br />
pokrywy i podstawy zamocowano<br />
ograniczniki, pozwalające na stabilne<br />
umieszczenie pokrywy zarówno w pozycji<br />
zamkniętej jak i otwartej.<br />
Elementami, których wykonanie<br />
wymaga największej dokładności, są<br />
dwie części ramki obejmującej naświetlaną<br />
płytkę. Ich rysunki techniczne<br />
umieszczono na rys. 4 i 5. Rys. 4<br />
przedstawia dolną część, natomiast<br />
rys. 5 górną część ramki. W dolną<br />
część ramki została wklejona szyba<br />
wraz z uszczelką umieszczoną od góry<br />
na krawędziach. Sposób mocowania<br />
uszczelki przedstawiono na fot. 6. Do<br />
górnej części ramki, do jej spodniej<br />
części, został przyklejony arkusz pleksiglasu.<br />
Całość została połączona za<br />
pomocą listwy zawiasowej i przykręcona<br />
do podstawy za pomocą wkrętów.<br />
Mocując ramkę do podstawy nie<br />
należy używać kleju, aby umożliwić<br />
późniejszy demontaż, choćby w celu<br />
dokonania czynności serwisowych.<br />
Ramkę należy wykonać z dużą<br />
precyzją, gdyż wszelkie niedokładności<br />
w łączeniu kawałków drewna lub<br />
wykorzystanie do budowy elementów<br />
zwichrowanych, mogą uniemożliwić<br />
uzyskanie wystarczającego podciśnienia<br />
i poprawnego wykorzystania urządzenia.<br />
Nie jest konieczne stosowanie<br />
szyby ze specjalnego szkła wysokoprzepuszczalnego<br />
dla promieni UV,<br />
wystarczy zwykłe szkło okienne. Próby<br />
wykazały, że dużo większe znaczenie<br />
dla jakości naświetlenia mają cechy<br />
zastosowanej membrany. W urządzeniu<br />
modelowym zastosowano<br />
arkusz bardzo cienkiego pleksiglasu<br />
(około 0,8 mm grubości). Zapewniał<br />
on odpowiednią sztywność pozwalającą<br />
na równomierne dociśnięcie kliszy<br />
do naświetlanej płytki, a równocześnie<br />
był na tyle elastyczny, że poddawał<br />
się podciśnieniu wymuszanym przez<br />
pompkę. W przypadku wystąpienia<br />
trudności w zdobyciu takiego materiału,<br />
można spróbować zastąpić go grubą<br />
i sztywną, a zarazem przezroczystą<br />
folią. Przy dobieraniu tego elementu<br />
należy kierować się przede wszystkim<br />
jak największą przezroczystością, gdyż<br />
folia charakteryzuje się stosunkowo<br />
dużym tłumieniem promieni UV. Folia<br />
powinna być odpowiednio sztywna,<br />
aby nie ulegała zbyt łatwo podciśnieniu<br />
wytwarzanym przez pompkę,<br />
gdyż uniemożliwi to dociśniecie kliszy<br />
na całej płaszczyźnie płytki (tworzenie<br />
się stref odciętych od podciśnienia).<br />
Przed zamocowaniem szyby<br />
w ramce nie należy zapomnieć o wywierceniu<br />
w jej narożniku otworu odprowadzającego<br />
powietrze do pompki<br />
podciśnieniowej. Średnicę otworu należy<br />
dobrać w zależności od średnicy<br />
wężyka doprowadzającego powietrze.<br />
Ze względu na trudności związane<br />
z wierceniem otworu w szkle, należy<br />
zastosować specjalne wiertło i zachować<br />
szczególną ostrożność, lub skorzystać<br />
z usług szklarza.<br />
Paweł Hadam, EP<br />
paweł.hadam@ep.com.pl<br />
Janusz Stróż<br />
32<br />
<strong>Elektronika</strong> <strong>Praktyczna</strong> 9/2005
Naświetlarka UV<br />
ALFINE P.E.P.<br />
62-080 Tarnowo Podgórne, ul. Poznańska 30/32<br />
tel.: (61) 896 69 34, 896 69 36 • fax: (61) 816 44 14<br />
e-mail: analog@alfine.pl • http://www.alfine.pl<br />
<strong>Elektronika</strong> <strong>Praktyczna</strong> 9/2005<br />
33
Change language